汤头温泉历史悠久，有2100多年的历史。公元前86年此地即已建村，汉昭帝时封刘安国为温水侯，又因地处汤水源头，故名“汤头”。早在北魏时期，水文学家郦道元曾到此处勘察，其《水经注》就有“汤泉入沂”之说。清《沂州府志》诗赞“野馆空余芳草地，春风依旧见遗踪”，因此也有“野馆汤泉”之称，并列为“琅琊八景”之首。中国古代帝王和历史文化名人秦始皇、孔子、王羲之、诸葛亮、刘墉、王勃等多次在此观赏、游览、沐浴，并留有不少墨迹。民国《续修临沂县志》称，其地“有温泉二，一在村内，—在村外。旧为男女浴处。砌石为池，泉自石隙侧出，热如沸汤。在村内者，热至摄氏四十五度上下；在村外者，几至五十六七度。浴者非入之惭，则不能忍受。色深碧，质多硫磺及盐，爬搔委顿之疾，浴之辄愈。远方多赍粮而至者，以清明节为尤多”。 英国《大不列颠百科全书》也有记载。
汤头温泉处于沂沭断裂带。裂谷形成时，由于火山喷发，岩浆侵入活动，热汽沿着地层裂隙上升。随着温度的降低，凝结成热水，贮存于地层之中，列全国四大天然甲级温泉之一，是全国唯一的一个地下水可饮用的温泉。据钻井资料说明，在地下92至94米处有裂隙孔洞发育，为热水的主要贮存层。这里的热水涌出地表，即成温泉。水体清澈，无色无味。温泉水中含有钾、钠、铁、铜、钙、镁、镭等29种化学成分和矿物质，具有舒筋活血、杀菌消炎等效能，特别是对于人体关节、皮肤、神经系统的疾病，以及外伤愈合后的康复，具有显著疗效。为了让温泉更好地造福于人民，建国初期，人民政府在此建起了大型浴池，供人们沐浴。1956年，国家又在这里建了中国煤矿工人临沂疗养院。1976年，汤头镇也在这里兴建大型浴池，开设了疗养院。改革开放以来，这里发生了巨大变化，随着临沂城市建设的不断发展和基本建设的加快，临沂形成了密集的铁路、高速公路、航空、公路等交通网，来温泉的交通十分方便。温泉周围，建有多处招待所，温泉的设施建设不断更新，除水疗外，还可配合电疗、光疗、针灸等。现在，温泉已成为设施一流、服务质量一流的名副其实的全国甲级温泉。
汤头温泉位于鲁东南中部、临沂城东北26公里处的河东区汤头镇，泉区约10平方公里。该温泉是远古地质运动形成的，处于卢（合肥）江（黑龙江）大断裂带山东段的沂沭（沂、沭河）裂谷地热异常区，属地下循环性矿泉，具有水温高、流量大、疗效好等特点，水温一般在51~58℃之间，由勘探孔测得水温高达72℃。泉水清澈，无色无味，放置无沉淀，是不可多得的天然温泉。水中含钠、钾、钙、镁、铁、铜、镭等29种化学成份和放射性元素，具有舒筋活血、杀菌消炎之功效，对人体神经、呼吸、循环、消化、泌尿、内分泌、运动、免疫等系统的疾病以及外伤愈合后的康复，具有显著疗效，特别对皮肤病、关节炎，有效率达95%以上，被列为全国甲等温泉，同时亦被收入英国《简明不列颠百科全书》。
汤头温泉由来已久，史书记载，临沂城东北有汤山，远扬“小汤山”。山下有二泉，一在村内，一在村外，泉水热如沸汤，故名“温泉”。民间称“自滚水”，变称“汤泉”，传说时常沐浴能除百病，被奉为“神水”、“神汤”。远近赴浴者络绎于途，尤其清明、谷雨时节为盛。由此来定居的人亦越来越多，逐渐形成繁华所在，引来众多文人墨客、达官贵人到这里游览洗浴。春秋战国时期，孔子到此洗浴，后人建夫子庙并立碑作记。汉代亦借这一风水宝地，在此设置温水乡，北封刘家皇族为温水侯，为一方最高统治者，属皇家直辖，胶东（郡）哀王返京城长安（今西安市）时，常路经此地，在温泉洗浴。洗浴后，他感到十分满意，高兴地赞叹道：“好一个山清水秀的温水乡呀！”并请封亲子刘安国为 温水侯爵一职。后来诸葛亮、王羲之、王勃、刘墉等历史名人也都曾多次来这里观赏游览、洗浴。
对汤头温泉，还有诸多记载与赞誉。北魏时期，水文地理学家郦道元在《水经注》中有“汤泉入沂”之说，也有“野馆汤泉”之称。《沂州府志》有诗赞“野馆空余芳草地，春风依旧见遗踪”，并把“野馆汤泉”列为“琅琊八景”之一。清朝康熙皇帝有“对此心意介和平”的赞誉。明代诗人舒祥云：
汤山山下涌温泉，溅喷珠玑颗颗圆。
半亩聚来清彻底，一泓深处碧涵天。
风狂暂失池心月，气热长生水上烟。
春雨正多还溢出，满沟环佩振潺湲。
后又有古人赞曰：
汤山一脉水溶溶，劫火烧残绕碧峰。
石窦泉飞鸣玉漱，潭心气吐白云封。
晴看日色浮光丽，暖逼花枝照影重。
野馆空余芳草地，春风依旧见遗踪。
舒祥先生和古人的诗是赞美泉的清澈、泉的自然美丽风光、泉的诱人魅力的。实际上，汤头温泉之所以能全国闻名，甚至上了美国出版的《简明不列颠百科全书》，其精妙之处还是在于汤头温泉的泉水能治病养身。
汤头温泉最早以砌石为池，上建亭榭，附近建有简陋馆舍，供洗浴。新中国成立后，在温泉区内先后建起了中国煤矿工人临沂温泉疗养院、山东省三河口疗养院、临沂市疗养院、知春湖国际度假村等多家综合性疗养院及温泉度假村，每年有数以万计的海内外人士来此医疗、度假。
风水这边独好 汤头温泉所处的环境幽雅，景色宜人。泉区近处有汤山、长虹岭、有八百里长虹之说,北起淄博,南到马陵山蜿蜒曲折,与蒙山相伴,龙脉兴旺,到处结穴,金钢岭、是长虹岭的结穴之地,其岭下园上方,盛产金刚钻石而得名.与红旗岭相连、八湖万亩荷花园，就建在上面,管仲当时看好着快独具风格的风水宝地,就择其岭东汤河岸边建起家园.山川秀丽，相映成趣；沭河、沂河东西相望，汤河穿泉而过，波光粼粼，水鸟翔集，一派万千景象。境内的泉上屯、后林子、长沟西岭、泉沂庄、王家五湖遗址及抗日战争小汤山战役遗址，都是人们旅游观光揽胜的好去处，形成了以汤头温泉为依托，集自然风光、人文景观与休闲娱乐为一体的观光旅游、度假、购物、洗浴、保健疗养的现代化旅游度假城。
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